JP4139056B2 - 吸収式冷凍機 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収式冷凍サイクルを用いた吸収式冷凍機に関するものであり、特に吸収器において吸収液を吸収用熱交換器に滴下させる吸収液散布具に関する技術である。
【0002】
【従来の技術】
吸収器において吸収液を吸収用熱交換器に滴下させる吸収液散布具として、特開平11−14188号公報に開示されたものが知られている。この技術では、小型化のために上下方向への短縮が要求される吸収器の内部において、上下方向に巻回された吸収用熱交換器に、偏りなく均一に吸収液を滴下させる技術が開示されている。
具体的には、少量でも傾斜設置されると、吸収液の散布の偏りが生じてしまうため、それを補う手段として、吸収液が内部に供給されるリングチューブの上端に多数の穴を設けるとともに、リングチューブに略輪状の滴下リングを取りつけたものである。
【0003】
また、吸収液散布具の上方には、低圧下の吸収器内に吸収液が供給された際に吸収液の一部を沸騰(フラッシュ)させて安定した吸収液にするための濃液セパレータが配置されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の吸収液散布具は、リングチューブに多数の滴下リングを装着するという複雑な構造を用いていたため、製造コストの上昇の大きな要因になっていた。
【0005】
また、濃液セパレータが吸収液散布具の上に配置されていたため、小型化のための上下方向の短縮の妨げになっていた。
一方、運転起動時などの遷移時には、定常運転時よりも温度の高い吸収液が濃液セパレータに供給されるため、フラッシュ量が多くなり、小型化が要求される濃液セパレータでは容量不足になってしまう。すると、吸収液が濃液セパレータから飛散する場合が生じる。そこで、飛散した吸収液が、隣接する蒸発器へいかないようにするために、吸収器と凝縮器との間に強固な飛散防止カバーを付ける必要が生じ、これもコストアップの要因になっていた。
【0006】
さらに、運転起動時などの遷移時には、定常運転時よりも大量の吸収液が濃液セパレータを介して吸収液散布具に供給されるが、蒸発器への冷媒の供給が遅れて吸収器内の冷却のみが進むため、吸収器および蒸発器の内圧が下がり、蒸発器に供給される冷媒が凍結する可能性が高まってしまう。
【0007】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、コストを抑えるとともに、吸収器の小型化が図れる吸収式冷凍機の提供にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の吸収式冷凍機は、上記の目的を達成するために、次の技術的手段を採用した。
〔請求項1の手段〕
吸収式冷凍機は、
冷媒を含む吸収液を加熱して吸収液から冷媒を気化させて分離する再生器と、
この再生器によって分離した気化冷媒を冷却して凝縮液化させる凝縮器と、
この凝縮器で凝縮した液化冷媒を、熱運搬用熱媒体が通過する蒸発用熱交換器の表面に滴下させ、低圧下のケーシング内で蒸発させる蒸発器と、
冷却用熱媒体が通過する吸収用熱交換器が前記蒸発用熱交換器と隣接して前記ケーシング内に配置され、前記再生器で濃度上昇した高濃度吸収液を前記吸収用熱交換器の表面に滴下して、吸収熱を奪いながら前記蒸発器で蒸発した気化冷媒を吸収液に吸収させる吸収器と、
この吸収器内の吸収液を前記再生器へ圧送する溶液ポンプとから構成される吸収式冷凍サイクルを備える。
【0009】
前記吸収器に配置される前記吸収用熱交換器は、上下方向に巻回されたコイル形状を呈する。
そして、前記再生器で濃度上昇した高濃度吸収液を前記吸収用熱交換器の表面に滴下する手段は、
コイル状を呈する前記吸収用熱交換器の上方に略輪状に配置され、全周に亘って高濃度吸収液を流出するための絞り穴が多数形成されたリングチューブと、
このリングチューブの上方から、そのリングチューブ内に高濃度吸収液を供給するための吸収液供給手段と、を具備し、
この吸収液供給手段の内部における定常運転時の吸収液液面位置を前記絞り穴より高く保つ部分を、前記ケーシングの外部に配置するとともに、
前記液面より上の空間部分を前記ケーシングの内部に連通して設けたものであり、
前記吸収液供給手段は、前記再生器の高濃度吸収液を前記リングチューブに導く高液管と、
前記リングチューブより上方位置の前記高液管と前記ケーシングの内部とを連通し、前記ケーシングの外部において前記高液管より上方へ伸びて前記リングチューブに供給される高濃度吸収液の液面位置を前記絞り穴より高く保つ部分を有する吸収液バイパスとを備え、
前記再生器の内部気圧と、前記絞り穴を介して前記リングチューブ内に伝えられる前記ケーシング内との圧力差により、前記再生器内に落下した高濃度吸収液を前記高液管を介して前記リングチューブ内に供給し、
前記吸収液供給手段から前記リングチューブの前記絞り穴に至る高濃度吸収液の通路は密閉に設けられていることを特徴とする。
【0010】
〔請求項2の手段〕
請求項1の吸収式冷凍機において、
前記吸収液バイパスは、前記液面位置より上側に上昇した吸収液を前記ケーシングの下部へ導くことを特徴とする。
【0011】
〔請求項3の手段〕
請求項1または請求項2の吸収式冷凍機において、
前記リングチューブには、前記多数の絞り穴から流出した高濃度吸収液を、下方に配置された前記吸収用熱交換器の上方へ滴下する滴下帯材が取り付けられたことを特徴とする。
【0012】
〔請求項4の手段〕
請求項3の吸収式冷凍機において、
前記滴下帯材は、前記リングチューブに接するように取り付けられる帯部と、この帯部から前記吸収用熱交換器へ下垂する多数の下垂部とからなり、巻回によって傾斜配置される前記吸収用熱交換器の上辺に対応して、前記下垂部の長さが異なって設けられたことを特徴とする。
【0013】
〔請求項5の手段〕
請求項1記載ないし請求項4のいずれかの吸収式冷凍機において、
前記吸収液供給手段において前記液面位置が設定される部位は、容器形状に設けられたことを特徴とする。
【0014】
【作用および発明の効果】
〔請求項1の作用および効果〕
請求項1の手段を採用して、リングチューブへ吸収液を供給するための吸収液供給手段の内部における液面位置を、ケーシングの外に配置する構造であるため、ケーシング内の構造や高さに制約されることなく、液面位置を高く設定することができる。このように液面位置を高く保つことができることによって、傾斜設置等、リングチューブにおける多数の絞り穴に傾斜が生じても、高い位置の絞り穴の液面ヘッド差(液面との距離)と、低い位置の絞り穴の液面ヘッド差との比率が小さくなるため、吸収用熱交換器へ、偏りなく均一に吸収液を滴下させることができる。
このように、本発明によって吸収液散布具を簡素化できるため、従来に比較して吸収式冷凍機の製造コストを抑えることができる。
【0015】
また、液面位置において、吸収液のフラッシュが発生するため、従来では吸収液散布具の上方に配置していた濃液セパレータを廃止できる。このため、吸収器の小型化が可能になるとともに、従来のような複雑な濃液セパレータが廃止できるため、これによってもコストを抑えることができる。
【0016】
さらに、運転起動時などの遷移時において、定常運転時よりも温度の高い吸収液が吸収液散布具に向けて供給されても、フラッシュはケーシングの外(液面位置)で発生するため、ケーシングの大きさに関係なくフラッシュの発生する部分の面積を大きくできる。また、フラッシュによって飛散した吸収液が、隣接する蒸発器へいかなくなるため、従来設けていた吸収器と蒸発器との間の強固な飛散防止カバーが不要になり、これによってもコストを抑えることができる。
【0017】
〔請求項2の作用および効果〕
請求項2の手段を採用して、吸収液供給手段の液面位置より上側に上昇した吸収液をケーシングの下部へ導く吸収液バイパスを設けたことにより、運転起動時などの遷移時において、定常運転時よりも大量の吸収液が吸収液散布具に向けて供給されても、過剰な吸収液は吸収液バイパスを介してケーシングの下部へ導かれる。
このため、運転起動時などの遷移時において、定常時以上の吸収液が吸収器に散布されることが防止でき、蒸発器への冷媒の供給が遅れても、吸収器および蒸発器の内圧が低下するのを防止できる。この結果、蒸発器に供給される冷媒が凍結する不具合を回避でき、冷媒凍結異常に対する耐力を向上できる。
【0018】
〔請求項3の作用および効果〕
請求項3の手段を採用して、リングチューブに取りつけた滴下帯材によって、リングチューブの多数の絞り穴から流出した高濃度吸収液を下方の吸収用熱交換器に滴下するようにしたことにより、多数の絞り穴から流出した高濃度吸収液を、下方の吸収用熱交換器に偏りなく散布できる。なお、滴下帯材は、薄い金属板の打抜き等によって簡単に製造できるため、製造コストの上昇が抑えられる。
【0019】
〔請求項4の作用および効果〕
請求項4の手段を採用して、滴下帯材に設けた多数の下垂部を、吸収用熱交換器の上辺に対応した長さに設けることにより、上辺が傾斜した吸収用熱交換器に的確に吸収液を散布できる。
【0020】
〔請求項5の作用および効果〕
請求項5の手段を採用して、液面位置が設定される部位の吸収液供給手段が容器形状に設けられたことにより、フラッシュの発生する液面面積を大きくでき、フラッシュ不足によって吸収液がリングチューブで再沸騰する不具合を防止できる。
【0021】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、複数の実施例および変形例に基づいて説明する。
〔第1実施例の構成〕
図1〜図5は第1実施例を示すもので、図2は吸収式冷凍機を用いて室内の空調を行う吸収式空調装置の概略構成図である。
【0022】
(吸収式空調装置の概略説明)
吸収式空調装置は、屋外機1と室内機2とからなり、屋外機1は冷凍機本体3とクーリングタワー4とから構成されるものであり、搭載された各電気機能部品は制御装置5によって制御される。
冷凍機本体3は、主にステンレスによって形成され、冷媒および吸収液として臭化リチウム水溶液を用いて吸収サイクルを形成するものであり、吸収液を加熱する加熱手段6と、2重効用型の吸収式冷凍サイクル7とを備える。
【0023】
(加熱手段6の説明)
本実施例の加熱手段6は、燃料であるガスを燃焼して熱を発生させ、発生した熱によって吸収液を加熱するガス燃焼装置で、ガスの燃焼を行うガスバーナ11、このガスバーナ11へガスの供給を行うガス供給手段12、ガスバーナ11へ燃焼用の空気を供給する燃焼ファン13などから構成される。
そして、ガスバーナ11のガス燃焼で得られた熱で、吸収式冷凍サイクル7の沸騰器14を加熱し、沸騰器14内に供給された低濃度吸収液(以下、低液)を加熱するように設けられている。
【0024】
(吸収式冷凍サイクル7の説明)
吸収式冷凍サイクル7は、加熱手段6によって加熱される沸騰器14を備え、この沸騰器14内に供給された低液が加熱されることによって低液に含まれる冷媒(水)を気化(蒸発)させて中濃度吸収液(以下、中液)にする高温再生器15と、この高温再生器15内の気化冷媒の凝縮熱を利用して、高温再生器15側から圧力差を利用して供給される中液を加熱し、中液に含まれる冷媒を気化させて中液を高濃度吸収液(以下、高液)にする低温再生器16と、高温再生器15および低温再生器16からの気化冷媒(水蒸気)を冷却して液化する凝縮器17と、この凝縮器17で液化した液化冷媒(水)を真空に近い圧力下で蒸発させる蒸発器18と、この蒸発器18で蒸発した気化冷媒を低温再生器16で得られた高液に吸収させる吸収器19とから構成される。
【0025】
(高温再生器15の説明)
高温再生器15は、加熱手段6によって低液を加熱する上述の沸騰器14、およびこの沸騰器14から上方へ延びる沸騰筒21を備える。この沸騰器14および沸騰筒21で沸騰して低液から気化した気化冷媒は、沸騰筒21から円筒容器形状の高温再生ケース22内に吹き出る。この高温再生ケース22内に吹き出た高温の気化冷媒は、高温再生ケース22の壁によって、低温再生器16内の中液の蒸発時の気化熱として熱が奪われて冷却されて液化冷媒(水)になる。
【0026】
この実施例の沸騰筒21の内部には、沸騰筒21内に吹き出て冷媒が気化した後の中液を蓄えるカップ状の仕切り容器21aが配置されており、その内部に溜められた中液が中液管23を通って低温再生器16に供給される。なお、中液管23には、オリフィスなどの絞り手段(図示しない)が設けられている。この絞り手段は、後述する冷暖切替弁53が閉じられると、高温再生器15と低温再生器16との圧力差を保った状態で中液を流し、後述する冷暖切替弁53が開かれると中液を殆ど流さない。
また、仕切り容器21aの上部分には、吸収液戻し板21bが設けられており、沸騰筒21内で吹き出した吸収液が仕切り容器21aの内部へ導かれるように設けられている。
【0027】
高温再生ケース22の内部には、沸騰器14で加熱されて低液内の冷媒が気化した後の沸騰筒21内の中液と、その周囲に溜められる液化冷媒(水)とを断熱するために、沸騰筒21の周囲に断熱隙間24が設けられている。
なお、高温再生ケース22で液化し、沸騰筒21の外側に分離された液化冷媒(水)は、下部に接続された液冷媒管25を通って凝縮器17に導かれる。
【0028】
(低温再生器16の説明)
低温再生器16は、高温再生ケース22を覆う筒状容器形状の低温再生ケース31を備える。この低温再生器16は、中液管23を通って供給される中液を高温再生ケース22の天井部分に向けて注入する。
低温再生ケース31内の温度は、高温再生ケース22の温度に比較して低いため、低温再生ケース31内の圧力は高温再生ケース22の圧力に比較して低い。このため、中液管23から低温再生ケース31内に供給された中液は蒸発し易い。そして、中液が高温再生ケース22の天井部分に注入されると、高温再生ケース22の壁によって中液が加熱され、中液に含まれる冷媒の一部が蒸発して気化冷媒になり、残りが高液になる。
【0029】
ここで、低温再生ケース31の上方は、環状容器形状の凝縮ケース32の上側と、連通部33を介して連通している。このため、低温再生ケース31内で蒸発した気化冷媒は、連通部33を通って凝縮ケース32内に供給される。
一方、高液は、低温再生ケース31の下部に落下し、低温再生ケース31の下部に接続された高液管34を通って吸収器19に供給される。
なお、低温再生ケース31内の上側には、天井板35が設けられ、この天井板35の外周端と低温再生ケース31との間には、気化冷媒が通過する隙間36が設けられている。
【0030】
(凝縮器17の説明)
凝縮器17は、環状容器形状の凝縮ケース32によって覆われている。この凝縮ケース32の内部には、凝縮ケース32内の気化冷媒を冷却して液化させる凝縮用熱交換器37が配置されている。この凝縮用熱交換器37は、環状のコイルで、内部には冷却水が流れる。そして、低温再生器16から凝縮ケース32内に供給された液化冷媒は、凝縮用熱交換器37によって冷却されて液化し、凝縮用熱交換器37の下方へ滴下する。
【0031】
一方、凝縮ケース32の下側には、上述の高温再生器15から液冷媒管25を通って冷媒が供給される。なお、この供給冷媒は、凝縮ケース32内に供給される際に、圧力の違い(凝縮ケース32内は約70mmHgの低圧)から、再沸騰し、気化冷媒と液化冷媒とが混合した状態で供給される。なお、凝縮ケース32内で液化した液化冷媒は、液冷媒供給管38を介して蒸発器18に導かれる。
【0032】
(蒸発器18の説明)
蒸発器18は、吸収器19とともに、凝縮ケース32の下部に設けられるもので、低温再生ケース31の周囲に設けられた環状容器形状の蒸発・吸収ケース41(蒸発器18と吸収器19の両方を収容するものであり、ケーシングに相当するものである)によって覆われている。この蒸発・吸収ケース41の内部の外側には、凝縮器17から供給される液化冷媒を蒸発させる蒸発用熱交換器42が配置されている。この蒸発用熱交換器42は、上下方向に巻回されたコイル形状を呈するもので、その内部には室内機2に供給される冷温水(熱運搬用熱媒体)が流れる。そして、凝縮器17から液冷媒供給管38を介して供給された液化冷媒は、蒸発用熱交換器42の上部に配置された冷媒沸騰器43aを介して環状の冷媒散布具43に供給され、その冷媒散布具43から蒸発用熱交換器42の上に散布される。
【0033】
蒸発・吸収ケース41内は、ほぼ真空(例えば6.5mmHg)に保たれるため、沸点が低く、蒸発用熱交換器42に散布された液化冷媒は、大変蒸発しやすい。そして、蒸発用熱交換器42に散布された液化冷媒は、蒸発用熱交換器42内を流れる熱媒体から気化熱を奪って蒸発する。
この結果、蒸発用熱交換器42内を流れる熱媒体が冷却される。そして、冷却された熱媒体は、室内機2に導かれ、室内を冷房する。
【0034】
(吸収器19の説明)
吸収器19は、上述のように、蒸発・吸収ケース41に覆われる。そして、吸収器19は、蒸発・吸収ケース41の内部の内側に、高液管34から供給される高液を冷却する吸収用熱交換器44が配置されている。この吸収用熱交換器44は、蒸発用熱交換器42の内側に隣接配置されるものであり、上下方向に巻回されたコイル形状を呈するもので、その内部には、高液が冷媒を吸収した際に発生する吸収熱を奪う冷却水が供給される。なお、吸収用熱交換器44を通過した冷却水は、凝縮器17の凝縮用熱交換器37を通過した後、クーリングタワー4に導かれて冷却される。そしてクーリングタワー4で冷却された冷却水は、再び吸収用熱交換器44に導かれる。
【0035】
一方、吸収用熱交換器44の上部には、高液管34から供給される高液を吸収用熱交換器44に散布する環状の吸収液散布具45が配置される。吸収用熱交換器44に散布された高液は、吸収用熱交換器44のコイル表面を伝わって上方から下方へ落下する間に、蒸発用熱交換器42において蒸発により生成された気化冷媒を吸収する。この結果、蒸発・吸収ケース41の底に落下した吸収液は、濃度が薄くなった低液となる。
【0036】
蒸発・吸収ケース41の内部には、蒸発用熱交換器42と吸収用熱交換器44との間に、筒状仕切壁46が配置されている。この筒状仕切壁46は、上方のみにおいて蒸発・吸収ケース41の内部を連通するもので、蒸発器18で生成された気化冷媒が筒状仕切壁46の上部を介して吸収器19内に導かれる。
【0037】
また、蒸発・吸収ケース41の底には、蒸発・吸収ケース41の底の低液を沸騰器14に供給するための低液管47が接続されている。この低液管47には、ほぼ真空状態の蒸発・吸収ケース41内から沸騰器14に向けて低液を流すために、溶液ポンプ48が設けられている。
【0038】
(吸収式冷凍サイクル7における上記以外の構成部品の説明)
図2に示す符号51は、沸騰筒21内から低温再生器16へ流れる中液と吸収器19から沸騰器14へ流れる低液とを熱交換する高温熱交換器51aと、低温再生器16から吸収器19へ流れる高液と吸収器19から沸騰器14へ流れる低液とを熱交換する低温熱交換器51bとを一体化した熱交換器である。
なお、高温熱交換器51aは、沸騰筒21から低温再生器16へ流れる中液を冷却し、逆に吸収器19から沸騰器14へ流れる低液を加熱するものである。また、低温熱交換器51bは、低温再生器16から吸収器19へ流れる高液を冷却し、逆に吸収器19から沸騰器14へ流れる低液を加熱するものである。
【0039】
また、本実施例の吸収式冷凍サイクル7には、上述の作動による冷房運転の他に、暖房運転を行うための暖房運転手段が設けられている。
暖房運転手段は、仕切り容器21aの下部から、温度の高い吸収液を蒸発器18の下部へ導く暖房管52と、この暖房管52を開閉する冷暖切替弁53とから構成される。この冷暖切替弁53は、暖房運転時に開弁して高温の吸収液を蒸発・吸収ケース41内へ導き、蒸発器18の蒸発用熱交換器42内を流れる冷温水を加熱するものである。
【0040】
(室内機2の説明)
室内機2は、室内に設置された室内熱交換器54、この室内熱交換器54を流れる蒸発器18を通過した冷温水と室内空気とを強制的に熱交換し、熱交換後の空気を室内に吹き出させるための室内ファン55とを備える。
室内熱交換器54には、冷温水を循環させる冷温水回路56が接続され、この冷温水回路56には、冷温水を循環させる冷温水ポンプ57が設けられている。なお、冷温水ポンプ57は、溶液ポンプ48を駆動する兼用のモータによって駆動される。
【0041】
(クーリングタワー4の説明)
クーリングタワー4は、吸収器19および凝縮器17を通過して昇温した冷却水を、上方から下方へ流し、流れている間に外気と熱交換して放熱するとともに、流れている間に一部蒸発させて気化熱を奪って冷却水を冷却するもので、冷却水の蒸発および冷却を促進する冷却水ファン61を備える。このクーリングタワー4には、冷却水を循環させる冷却水回路62が接続されており、冷却水は冷却水ポンプ63によって循環される。
【0042】
(吸収式冷凍サイクル7の作動による冷房運転の作動)
吸収式冷凍サイクル7は、加熱手段6が沸騰器14を加熱することにより、高温再生器15で、低液から気化冷媒が取り出されるとともに、低温再生器16で、中液から高液が取り出される。
高温再生器15および低温再生器16で取り出された気化冷媒は、凝縮器17で凝縮されて液化した後、蒸発器18の蒸発用熱交換器42に散布され、蒸発用熱交換器42内の冷温水から気化熱を奪って蒸発する。このため、蒸発用熱交換器42を通過し、冷却された冷温水は、室内機2の室内熱交換器54に供給されて室内を冷房する。
【0043】
蒸発器18内で蒸発した気化冷媒は、筒状仕切壁46の上方を通過して吸収器19内に流入する。
一方、吸収器19内では、低温再生器16で取り出された高液が吸収用熱交換器44に散布されており、この高液に蒸発器18から流入した気化冷媒が吸収される。なお、気化冷媒が高液に吸収される際に発生する吸収熱は、吸収用熱交換器44によって吸収されて吸収能力の低下が防止される。
なお、吸収器19で気化冷媒を吸収した高液は、低液となって溶液ポンプ48で吸い込まれ、再び沸騰器14内に戻され、上記のサイクルを繰り返す。
【0044】
(吸収液散布具45の周辺構造を図1を参照して説明する)
吸収液散布具45は、コイル状を呈する吸収用熱交換器44の上方に略輪状に配置され、全周に亘って高液を流出するための絞り穴71(図3参照)が多数形成されたチューブ状のリングチューブ72と、多数の絞り穴71から流出した高液を、下方に配置された吸収用熱交換器44の上方へ滴下する滴下帯材73とから構成される。
【0045】
リングチューブ72は、図3(a)〜(c)に示すように、断面略コ字形を呈したカップリング74と、図4(a)、(b)に示すように、カップリング74の上方の開口を塞ぐ蓋リング75とから構成されるものであり、多数の絞り穴71は、カップリング74の側面に等間隔に設けられている。
【0046】
滴下帯材73は、溶接やネジ等によってリングチューブ72の側面に取り付けられるもので、図5(a)、(b)に示すように、リングチューブ72に取り付けられる帯部73aと、この帯部73aから吸収用熱交換器44へ下垂する多数の下垂部73bとからなる。この滴下帯材73は、例えばステンレスの薄板をプレス切断して形成したものであり、帯部73aには、多数の絞り穴71が塞がれるのを防ぐためのスリット73cが形成されている。また、多数の下垂部73bは、巻回によって傾斜配置される吸収用熱交換器44の上辺に対して一定の距離を保つように設けられたものであり、巻回によって傾斜配置される吸収用熱交換器44の上辺に対応して、それぞれが一定の距離を保つように、下垂部73bの長さが異なって設けられている。
【0047】
また、リングチューブ72には、その上方からそのリングチューブ72の内部へ高液を供給するための吸収液供給手段76が接続されている。
この吸収液供給手段76は、低温熱交換器51bで温度低下した高液(定常運転時は約45℃で流量が約65リットル/h、運転開始時は約60℃で流量70〜80リットル/h)をリングチューブ72の上方から供給するものであり、この吸収液供給手段76の内部において定常運転時の吸収液液面位置Aを多数の絞り穴71より高く保つ部分は、図1に示すように、蒸発・吸収ケース41の外部に配置されている。なお、この実施例の吸収液供給手段76は、リングチューブ72に背圧によって高液を供給する高液管34と、後述する吸収液バイパス77とによって構成されており、吸収液の液面は吸収液バイパス77の内部に位置するものである。
【0048】
また、液面より上の空間部分は、蒸発・吸収ケース41の内部に連通して設けられ、液面より上の空間が蒸発・吸収ケース41の内圧になるように設けられている。液面より上の空間部分を蒸発・吸収ケース41の内部に連通する手段は、低温熱交換器51bで冷却不足の場合に、液面でフラッシュして発生した粒状の吸収液が、蒸発用熱交換器42にかからないように設けられている。
具体的には、液面より上の空間部分を蒸発・吸収ケース41の内部に連通する手段は、定常運転時の液面位置Aより上側に上昇した吸収液を、蒸発・吸収ケース41の下部へ導く吸収液バイパス77として設けている。なお、吸収液バイパス77の下端を蒸発器18の下部に連通させている例を示すが、吸収器19の下部に連通させても良い。
【0049】
(吸収液散布の作動)
定常運転時は、低温熱交換器51bで約45℃まで温度低下した流量約65リットル/hの高液が、高液管34を介してリングチューブ72に供給される。多数の絞り穴71の数と径は、定常運転時において、液面の高さが所定の液面位置Aとなるように設定されている。そして、多数の絞り穴71から高液が流れ出し、滴下帯材73の多数の下垂部73bから、下方の吸収用熱交換器44の上辺に滴下する。
【0050】
運転開始時などの遷移時は、約60℃で流量が約70〜80リットル/hの高液が、高液管34からリングチューブ72に向けて供給される。しかし、流量が定常運転時よりも多いため、液面位置Aが上昇し、過剰な吸収液は吸収液バイパス77を介して蒸発・吸収ケース41の下部に導かれ、リングチューブ72の多数の絞り穴71からは、定常運転時と同量の高液が流出する。
【0051】
(実施例の効果)
上述したように、リングチューブ72へ供給される吸収液の液面位置Aを、蒸発・吸収ケース41の外に配置する構造であるため、蒸発・吸収ケース41内の構造や高さに制約されることなく、液面位置Aを高く設定することができる。このように液面位置Aを高く保つことができることによって、傾斜設置等によりリングチューブ72における多数の絞り穴71に傾斜が生じても、高い位置の絞り穴71の液面ヘッド差と、低い位置の絞り穴71の液面ヘッド差との比率を小さくできる。このため、従来に比較して簡素な構造の吸収液散布具45を用いることによって、吸収用熱交換器44へ偏りなく均一に吸収液を滴下させることができるようになり、吸収式冷凍機のコストを抑えることができる。
【0052】
液面位置Aにおいて、吸収液のフラッシュが発生する。このため、従来では吸収液散布具45の上方に配置していた濃液セパレータを廃止でき、吸収器19の小型化が可能になる。また、従来のような複雑な濃液セパレータが廃止できるため、これによってもコストを抑えることができる。
【0053】
液面位置Aでは、圧力の低下によってフラッシュが発生するが、フラッシュによって飛散した吸収液は、従来のように蒸発器18側へは飛散しない。このため、従来設けていた吸収器19と蒸発器18との間の強固な飛散防止カバーが不要になり、これによってもコストを抑えることができる。
【0054】
運転起動時などの遷移時に定常運転時よりも大量の吸収液が吸収液散布具45に向けて供給されても、過剰な吸収液は吸収液バイパス77を介して蒸発・吸収ケース41の下部へ導かれる。
このため、運転起動時などの遷移時において、定常時以上の吸収液が吸収用熱交換器44に散布されることが防止でき、蒸発器18への冷媒の供給が遅れても、吸収器19および蒸発器18の内圧が低下するのを防止できる。この結果、蒸発器18内で冷媒が凍結する不具合を回避でき、冷媒凍結異常に対する耐力を向上できる。
【0055】
リングチューブ72に取りつけた滴下帯材73によって高液を吸収用熱交換器44に滴下するようにしたことにより、多数の絞り穴71から流出した高液を吸収用熱交換器44へ偏りなく散布できる。そして、用いられる滴下帯材73は、薄い金属板の打抜き等によって簡単に製造できるため、製造コストの上昇は小さい。
また、滴下帯材73に設けた多数の下垂部73bは、吸収用熱交換器44の上辺に対応した長さに設けられているため、上辺が傾斜した吸収用熱交換器44に偏りなく高液を液滴できる。
【0056】
〔第2実施例〕
図6は吸収液散布具45の周辺構造を示す図である。
上記の第1実施例では、リングチューブ72の上方において高液の液面を形成する部分は、高液管34あるいは吸収液バイパス77のように管の内部であったが、この第2実施例ではリングチューブ72の上方において高液の液面を形成する部分を容器78として設けたものである。
【0057】
フラッシュは、蒸発・吸収ケース41の外部の液面位置Aで発生するため、蒸発・吸収ケース41の大きさに関係なくフラッシュが発生する容器78の容量を大きくできる。また、フラッシュが発生する液面面積が小さいと、フラッシュ不足が発生して高液がリングチューブ72で再沸騰する不具合があるが、フラッシュが発生する液面の面積を容器78によって大きくすることにより、液面でのフラッシュ不足がなくなり、高液がリングチューブ72で再沸騰する不具合を防止できる。
【0058】
〔変形例〕
上記の実施例では、吸収式冷凍サイクル7の一例として2重効用型を例に示したが、1重効用型でも良いし、3重以上の多重効用型でも良い。また、低温再生器16内に中液を注入する際、低温再生器16の上部から注入する例を示したが、下部から注入しても良い。
加熱手段6の加熱源としてガスバーナ11を用いたが、石油バーナや電気ヒータを用いたり、他の装置(例えば内燃機関など)の排熱を利用しても良い。
【0059】
吸収液の一例として臭化リチウム水溶液を例に示したが、冷媒にアンモニア、吸収剤に水を利用したアンモニア水溶液など他の吸収液を用いても良い。
熱媒体の一例として、水道水を用い、冷却水回路の冷却水と共用した例を示したが、冷却水回路の冷却水とは異なる不凍液やオイルなど他の熱媒体を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】吸収液散布具の周辺構造を示す図である(第1実施例)。
【図2】吸収式空調装置の概略構成図である(第1実施例)。
【図3】カップリングの上視図、断面図および要部断面図である(第1実施例)。
【図4】蓋リングの断面図および上視図である(第1実施例)。
【図5】滴下帯材の上視図および要部展開図である(第1実施例)。
【図6】吸収液散布具の周辺構造を示す図である(第2実施例)。
【符号の説明】
6 加熱手段
7 吸収式冷凍サイクル
15 高温再生器
16 低温再生器
17 凝縮器
18 蒸発器
19 吸収器
34 高液管
41 蒸発・吸収ケース(ケーシング)
42 蒸発用熱交換器
44 吸収用熱交換器
45 吸収液散布具
48 溶液ポンプ
71 絞り穴
72 リングチューブ
73 滴下帯材
73a 帯部
73b 下垂部
76 吸収液供給手段
77 吸収液バイパス
78 容器
A 液面位置

Claims (5)

  1. 冷媒を含む吸収液を加熱して吸収液から冷媒を気化させて分離する再生器と、
    この再生器によって分離した気化冷媒を冷却して凝縮液化させる凝縮器と、
    この凝縮器で凝縮した液化冷媒を、熱運搬用熱媒体が通過する蒸発用熱交換器の表面に滴下させ、低圧下のケーシング内で蒸発させる蒸発器と、
    冷却用熱媒体が通過する吸収用熱交換器が前記蒸発用熱交換器と隣接して前記ケーシング内に配置され、前記再生器で濃度上昇した高濃度吸収液を前記吸収用熱交換器の表面に滴下して、吸収熱を奪いながら前記蒸発器で蒸発した気化冷媒を吸収液に吸収させる吸収器と、
    この吸収器内の吸収液を前記再生器へ圧送する溶液ポンプと、から構成される吸収式冷凍サイクルを備えた吸収式冷凍機において、
    前記吸収器に配置される前記吸収用熱交換器は、上下方向に巻回されたコイル形状を呈するものであり、
    前記再生器で濃度上昇した高濃度吸収液を前記吸収用熱交換器の表面に滴下する手段は、
    コイル状を呈する前記吸収用熱交換器の上方に略輪状に配置され、全周に亘って高濃度吸収液を流出するための絞り穴が多数形成されたリングチューブと、
    このリングチューブの上方からそのリングチューブの内部へ高濃度吸収液を供給するための吸収液供給手段と、を具備し、
    この吸収液供給手段の内部における定常運転時の吸収液液面位置を前記絞り穴より高く保つ部分を、前記ケーシングの外部に配置するとともに、
    前記液面より上の空間部分を前記ケーシングの内部に連通して設けたものであり、
    前記吸収液供給手段は、前記再生器の高濃度吸収液を前記リングチューブに導く高液管と、
    前記リングチューブより上方位置の前記高液管と前記ケーシングの内部とを連通し、前記ケーシングの外部において前記高液管より上方へ伸びて前記リングチューブに供給される高濃度吸収液の液面位置を前記絞り穴より高く保つ部分を有する吸収液バイパスとを備え、
    前記再生器の内部気圧と、前記絞り穴を介して前記リングチューブ内に伝えられる前記ケーシング内との圧力差により、前記再生器内に落下した高濃度吸収液を前記高液管を介して前記リングチューブ内に供給し、
    前記吸収液供給手段から前記リングチューブの前記絞り穴に至る高濃度吸収液の通路は密閉に設けられていることを特徴とする吸収式冷凍機。
  2. 請求項1の吸収式冷凍機において、
    前記吸収液バイパスは、前記液面位置より上側に上昇した吸収液を前記ケーシングの下部へ導くことを特徴とする吸収式冷凍機。
  3. 請求項1または請求項2の吸収式冷凍機において、
    前記リングチューブには、前記多数の絞り穴から流出した高濃度吸収液を、下方に配置された前記吸収用熱交換器の上方へ滴下する滴下帯材が取り付けられたことを特徴とする吸収式冷凍機。
  4. 請求項3の吸収式冷凍機において、
    前記滴下帯材は、前記リングチューブに接するように取り付けられる帯部と、この帯部から前記吸収用熱交換器へ下垂する多数の下垂部とからなり、巻回によって傾斜配置される前記吸収用熱交換器の上辺に対応して、前記下垂部の長さが異なって設けられたことを特徴とする吸収式冷凍機。
  5. 請求項1ないし請求項4のいずれかの吸収式冷凍機において、
    前記吸収液供給手段において前記液面位置が設定される部位は、容器形状に設けられたことを特徴とする吸収式冷凍機。
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